El Instituto Leibniz de Ingeniería de Superficies eV (abreviatura: IOM) es una organización de investigación financiada con fondos públicos con sede en Leipzig , Alemania . Es miembro de la Asociación Leibniz .
El IOM fue fundado el 1.1.1992 con el objetivo de investigar los procesos físicos y químicos fundamentales en el campo de la transformación no térmica de materiales que permiten importantes contribuciones a la ingeniería de superficies utilizando iones , electrones , plasmas y fotones . El objetivo es desarrollar nuevas superficies funcionales y precisas para campos de aplicación orientados al futuro. La gama de tareas incluye la investigación de fenómenos fundamentales y la transferencia de resultados científicos a aplicaciones industriales.
A partir de la OIM se han fundado varias empresas spin-off y se han concedido numerosas patentes y modelos de utilidad para sus desarrollos.
La OIM es una asociación registrada con el nombre "Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung eV" (Instituto Leibniz de Ingeniería de Superficies) con sede en Leipzig , que, según sus estatutos, persigue exclusiva y directamente fines pacíficos y sin fines de lucro .
La OIM tiene cuatro órganos: la Asamblea General , el Patronato , el Comité Ejecutivo y el Consejo Asesor Científico. Las tareas del Patronato incluyen todos los asuntos y actividades fundamentales de la OIM, así como asesorar y monitorear el trabajo de la Junta Ejecutiva. Las funciones de la Junta Ejecutiva son principalmente gestionar las actividades de la OIM. El Consejo Asesor Científico asesora al Patronato y al Consejo Ejecutivo en todas las cuestiones científicas y estructurales.
La OIM se financia mediante subvenciones y donaciones y también recibe financiación de los gobiernos federal y estatal de conformidad con el artículo 91b de la Ley Fundamental alemana . Además, los fondos del proyecto pueden adquirirse de terceros y utilizarse con fines de investigación.
En total, en 2022 había 134 empleados en el instituto, de los cuales 75 eran personal académico , 34 personal técnico, 14 personal administrativo y 11 otros (becarios, becarios, etc.). [1]
El Instituto de Ingeniería de Superficies (IOM) surgió del "Instituto para la Separación Física de Materiales" fundado en 1957 bajo la dirección del Prof. Justus Mühlenpfordt . Posteriormente pasó a llamarse "Instituto de Isótopos Estables" (ISI).
Tras una reforma de la academia (1968 - 1972), el ISI se disolvió, pero se convirtió en el "Instituto Central de Investigación de Isótopos y Radiaciones" (ZfI) y estuvo dirigido por el profesor Klaus Wetzel hasta 1989 (formalmente 1990). Ambos institutos pertenecían a la Academia de Ciencias de la RDA .
Como parte de la reforma universitaria, se decidió que las academias y universidades deberían centrar sus "investigaciones en la solución de problemas importantes para el desarrollo de la sociedad socialista, la economía nacional, el sistema sanitario, la educación y la cultura en la RDA" (§ 2 del la ordenanza de investigación). Por tanto, la investigación en el instituto estaba sujeta a influencias y deseos del Estado. Para obtener más información sobre esto, consulte. [2]
Los principales temas de trabajo en el ZfI fueron: tecnología de aceleradores, endurecimiento de películas delgadas por haz de electrones , química de radiación aplicada , biología de radiación aplicada , tecnología de haz de iones y radiólisis por impulsos .
El Instituto de Ingeniería de Superficies (IOM) se fundó oficialmente el 1 de enero de 1992 como Instituto de la Lista Azul de la Asociación Leibniz . El director fundador fue el profesor Frieder Bigl. Esto fue precedido por la disolución del ZfI el 31 de diciembre de 1991 en el marco de la reorganización de los institutos de investigación tras la reunificación alemana . [3] [4]
Un comité fundador presidido por el profesor Klaus Bethge ya estaba planificando la nueva fundación en 1991. En este contexto, también se decidió que el nuevo instituto se llamara "Institut für Oberflächenmodifizierung eV" (Instituto Leibniz de Ingeniería de Superficies) y fuera una asociación registrada. . También se decidió el estatus del instituto como instituto de la Lista Azul.
El IOM se dividió en dos departamentos: "Tecnología de haces de iones", dirigido por el profesor Frieder Bigl, y "Tecnología de haces de electrones", dirigido por el profesor Reiner Mehnert. Además, ambos departamentos se dividieron en grupos de trabajo y se centraron en el desarrollo de dispositivos o en temas orientados a aplicaciones. La cooperación interdisciplinaria fue desde el principio un objetivo claramente formulado por ambos departamentos. [4] [5]
A mediados del año 2000, el Prof. Bernd Rauschenbach asumió la dirección del Instituto de manos del Prof. Frieder Bigl.
El departamento "Tecnología de haces de iones" pasó a manos del profesor Rauschenbach. Bajo su liderazgo, se llevaron a cabo investigaciones en varios grupos de trabajo sobre los temas de fundamentos y nuevas aplicaciones, procesamiento de precisión de superficies, fundamentos de la tecnología de dispositivos y estructuración y ablación con láser . [6]
El departamento "Tecnología de haces de electrones" estuvo dirigido por el profesor Mehnert hasta enero de 2005, tras lo cual el profesor Michael Buchmeiser asumió esta función a partir de enero de 2006. Los grupos de trabajo individuales de este departamento se ocuparon de los siguientes temas: tecnología de haces de electrones, tecnología de aceleradores , ( plasma ) modificación de polímeros e ingeniería de procesos . [7] [8]
En otoño de 2001 se construyó un edificio adicional, que incluía una nave tecnológica para albergar plantas piloto, una sala blanca , laboratorios físicos y químicos y numerosas oficinas para los empleados. En 2003-04, se iniciaron y completaron una ampliación de laboratorio y oficinas y un nuevo edificio de transferencia de tecnología. [7] [9]
En 2010, el instituto contaba con alrededor de 150 empleados. Los científicos continuaron investigando en los campos de la interacción de iones, plasma, electrones y fotones con superficies y películas delgadas . [10]
El departamento de "Tecnología de haces de iones" pasó a llamarse "Departamento de física" y estuvo dirigido por el profesor Rauschenbach, que siguió siendo director del instituto. Durante 2010 se realizaron grupos de trabajo sobre los siguientes temas:
· Procesamiento de precisión de superficies
· Desarrollo de procesos de plasmajet
· Conceptos básicos de tecnología de dispositivos
· Estructuración láser y ablación láser.
· Deposición y estructuración de capas.
· Interfaces y recubrimientos inorgánicos/orgánicos
El departamento de "Tecnología de haces de electrones" pasó a denominarse "Departamento de química", pero permaneció sin jefe tras la marcha del profesor Michael Buchmeiser en 2009. El profesor Bernd Abel, que también se convirtió en subdirector del IOM, asumió como jefe del departamento. en mayo de 2012. [11] En 2010, hubo grupos de trabajo sobre los siguientes temas:
· Investigación básica sobre capas de polímeros.
· Capas funcionales
· Modificación de polímeros
· Polímeros biofuncionales
En mayo de 2012 se inauguró el Centro nanoanalítico de Leipzig (LenA) con motivo del 20º aniversario del instituto. El instrumento central del centro LenA es un microscopio electrónico de transmisión (TEM) de alta resolución modelo "Titán", que permite investigaciones científicas de materiales hasta la escala atómica . [11]
Con el "Hertz Application Laboratory" (hoy Hertz Electron Beam Laboratory) y la instalación de un acelerador de electrones de 10 MeV se creó en 2015 una infraestructura única en Alemania para la investigación básica en el campo de la ciencia de materiales y para proyectos industriales relacionados con Modificación de materiales utilizando electrones de alta energía (hasta 10 MeV). [12]
El nuevo centro de aplicaciones de la OIM (APZ para abreviar) se inauguró en otoño de 2016. El APZ es una plataforma tecnológica y sirve para transferir las tecnologías desarrolladas en el instituto a la industria. Para ello, el centro cuenta con instalaciones de alta tecnología como un sistema de recubrimiento para la producción de sistemas multicapa basados en polímeros, un acelerador de electrones de baja energía para la modificación de membranas, sistemas de procesamiento de plasma y haces de iones y grabado asistido por haces de iones de ópticas . componentes . [13] En 2016/2017 también se adquirieron otros dos equipos importantes: por un lado, un sistema de haz de iones finos (FIB) para la preparación de muestras con un haz de iones enfocado y, por otro, un espectrómetro Raman , que puede utilizarse para llevar a cabo investigaciones. en la estructura y unión de materiales. [13]
El 1 de septiembre de 2017, el Prof. André Anders fue nombrado Director del OIM, en sustitución del Prof. Bernd Rauschenbach como Director del Instituto. Al mismo tiempo asumió el cargo de Jefe del Departamento de Física. [13]
En 2020 se completó un laboratorio para investigar los procesos de deposición de plasma al vacío .
La estructura del IOM se transfirió a la estructura actual con cuatro áreas de investigación, tres unidades transversales y la incubadora en 2021. El trabajo de investigación y desarrollo científico y tecnológico del IOM se centra en cuatro áreas de investigación. El objetivo es investigar y desarrollar nuevas funcionalidades de superficie para campos de aplicación orientados al futuro. Cada área de investigación se gestiona de forma independiente en términos organizativos.
Los resultados científicos del IOM se publican en alrededor de 100 publicaciones al año y están protegidos por varias patentes al año. Como es habitual en la Asociación Leibniz , el instituto se somete a una evaluación exhaustiva cada 7 años. Más recientemente, la OIM recibió una calificación de "muy buena a excelente" en 2022. [15]
Área de investigación 1: Superficies de ultraprecisión
Esta área de investigación se centra en tecnologías basadas en haces para el procesamiento y la conformación ultraprecisos de superficies, áreas cercanas a la superficie y películas delgadas. Es posible realizar microestructuraciones y nanoestructuras con especificaciones específicas hasta el rango subnanómetro . [dieciséis]
Área de investigación 2: Recubrimientos de barrera y de precisión
Esta área de investigación examina la producción de películas delgadas y recubrimientos a temperaturas de proceso relativamente bajas. Se analizan los principios básicos, tecnologías y aplicaciones de estos recubrimientos. [17]
Área de investigación 3: Superficies biocompatibles y bioactivas
El objetivo de la investigación se centra en el desarrollo de nuevos biomateriales inteligentes en interfaces y superficies que permitan la controlabilidad/conmutación externa. Los métodos, experimentos y modelos personalizados están destinados a proporcionar una comprensión básica integral de la física, que luego puede aplicarse en contextos biomédicos y bioanalíticos . [18]
Área de investigación 4: Superficies de filtros de membrana porosa
Esta línea de investigación investiga nuevas tecnologías para la funcionalización y caracterización de polímeros porosos mediante métodos radioquímicos. Los sistemas de filtración basados en membranas se utilizan en numerosas aplicaciones, como hemodiálisis , purificación de agua y producción de bebidas. [19]
Incubadora: Proyectos exploratorios
El área "Proyectos explorativos" consta actualmente de dos grupos de trabajo: El grupo "Superficies funcionalizadas moleculares conmutables" se ocupa de la electrónica molecular y la espintrónica . [20]
El segundo grupo de trabajo "Modificación de superficies con iones moleculares seleccionados en masa" (laboratorio conjunto con la Universidad de Leipzig) utiliza espectrometría de masas preparativa para depositar intactos grandes iones moleculares en las superficies. [21]
Las cuatro áreas de investigación del IOM cuentan con el apoyo de unidades transversales con tareas transversales. Cada unidad transversal se gestiona de forma independiente en términos organizativos.
Las unidades de sección actuales son:
Modelado y simulación
En esta unidad, el trabajo experimental dentro del instituto se acompaña y optimiza mediante modelos matemáticos . [22]
Herramientas
La unidad tiene la tarea de proporcionar plasma y herramientas de voladura para los trabajos que se realizan en el instituto, algunas de las cuales son únicas y no están disponibles comercialmente. [23]
Servicio de caracterización y análisis de materiales.
La unidad transversal "Servicio analítico y de caracterización de materiales" proporciona a todos los grupos de trabajo del instituto amplios métodos analíticos, por ejemplo para la caracterización de superficies o procesos de formación de imágenes. [24]
Equipos de infraestructura de investigación a gran escala.
La OIM cuenta con una infraestructura de investigación bien equipada, particularmente en el área de equipos científicos a gran escala. Entre ellos se incluyen un microscopio electrónico de transmisión con corrección de Cs en el centro nanoanalítico de Leipzig (LenA) y el acelerador de electrones de 10 MeV en el laboratorio de haces de electrones de Hertz. [25]
Centro de aplicaciones de la OIM (APZ)
Uno de los objetivos es transferir los avances tecnológicos de la escala piloto a la utilización comercial ( scale-up ), particularmente en las industrias óptica y química, la tecnología de semiconductores, la ingeniería mecánica y la tecnología médica . [26]
A partir de los resultados de la investigación ya se han fundado varias empresas derivadas. También se han concedido numerosos derechos de propiedad industrial, como patentes y modelos de utilidad , sobre la base de investigaciones realizadas en la OIM. Relación de derechos de propiedad industrial en. [27]
Productos derivados:
· IOT – Innovative Oberflächentechnologien GmbH (fundada en 1998) [28]
· NTG – Neue Technologien GmbH & Co. KG (fundada en 1999) [29]
· Solarion GmbH (fundada en 2000, continúa como Solarion AG desde noviembre de 2006, adquirida por OC3 AG en 2019) [30]
· Cetelon Nanotechnik GmbH & Co. KG (fundada en 2001, adquirida en 2021 por Nanolacke Eilenburg GmbH) [31]
· OPTEG GmbH (fundada en 2001), 2018 adquirida por Bühler Leybold Optcis [32]
· Trionplas Technologies GmbH (fundada en 2017) [33]
· qCoat GmbH (fundada en 2019) [34]
Carsten Bundesmann: Zur Geschichte der Entwicklung und Anwendung von Breitstrahlionenquellen en Leipzig. 2020
_im_Leipziger_nanoAnalytikum_(LenA).jpg/1280px-Transmissionselektronenmikroskop_(TEM)_im_Leipziger_nanoAnalytikum_(LenA).jpg)
.jpg/1280px-Ionenfeinstrahlanlage_(FIB).jpg)
